TW201513248A - 二維可程式化孔徑機構 - Google Patents

Abstract

本發明呈現用於重新組態一光學檢驗系統之一孔徑之方法及系統。一可程式化孔徑系統包含選擇性地阻擋光通過該孔徑之一個二維機械像素陣列。一線性導引元件陣列彼此平行地對準，且每一機械像素列係由一對應線性導引元件支撐。每一機械像素經組態以在由一致動器子系統推動時沿著該對應線性導引元件滑動。該致動器子系統重新定位該等機械像素元件中之一或多者以改變該孔徑之形狀。該致動器子系統經組態以選擇性地嚙合一或多個機械像素元件且使該一或多個機械像素元件沿著對應線性導引元件平移至一新位置。

Description

二維可程式化孔徑機構

相關申請案交叉參考

本發明申請案依據35 U.S.C.§119之規定主張於2013年6月19日提出申請之標題為「2D Programmable Aperture Mechanism」之美國臨時專利申請案第61/837,034號之優先權，該美國臨時專利申請案之標的物以全文引用之方式併入本文中。

所闡述實施例係關於光學檢驗系統及方法，且更特定而言，係關於針對用於在一光學檢驗系統內塑形光之經改良孔徑機構之方法及系統。

諸如邏輯及記憶體裝置等半導體裝置通常藉由應用於一試樣之一系列處理步驟製作。藉由此等處理步驟形成該等半導體裝置之各種特徵及多個結構層級。舉例而言，除其他之外，微影係涉及在一半導體晶圓上產生一圖案之一個半導體製作程序。半導體製作程序之額外實例包含(但不限於)化學機械拋光、蝕刻、沈積及離子植入。可將多個半導體裝置製作於一單個半導體晶圓上且然後將其分離成個別半導體裝置。

在一半導體製造程序期間在各種步驟處使用光學檢驗程序來偵測晶圓上之缺陷以促成較高良率。光學檢驗技術提供高通量而無樣本損壞之風險之可能性。

具有不同形狀及大小之光學孔徑經採用以調變光學系統之照明及成像性質。特定而言，光學孔徑形狀及大小可經調諧以針對一特定晶圓圖案、所關注缺陷等增加量測信雜比。

在某些實例中，具有可調整葉片之一光圈機構(例如，一傳統相機快門機構)用作一可調整孔徑機構。孔徑大小藉由使葉片在一敞開位置與一閉合位置之間移動而變化。儘管孔徑之大小係完全可調整，但孔徑之形狀係按大小而判定，且限制於隨葉片在敞開位置與閉合位置之間移動而在大小上按比例調整之一大約圓形形狀。

在某些其他實例中，包含多個孔徑之一旋轉輪經選擇性地定位以使得一所要孔徑形狀經定位於一光學光束路徑中然而，孔徑形狀及大小之數目受一特定輪上可用之預定孔徑之數目限制。

在某些其他實例中，一線性滑件機構包含經選擇性地定位以使得一所要孔徑形狀定位於一光學光束路徑中之多個孔徑。此外，孔徑形狀及大小之數目受一特定線性滑件上可用之預定孔徑之數目限制。在某些實例中，一磁帶機機構定位印刷於一薄磁帶上之一所要孔徑形狀。藉由使捲盤在磁帶之兩端上旋轉來定位磁帶。類似地，可由磁帶機機構呈現之形狀之數目受特定磁帶上可用之預定孔徑之數目限制。

液晶陣列可用作可程式化孔徑機構。然而，液晶陣列遭受若干實務限制。首先，液晶陣列像素在以一透射模式程式化時非完全透射。此導致過量光損失。此在一現代檢驗系統之內容脈絡中尤其高成本。其次，液晶陣列像素在一阻擋模式中非完全遮蔽。此導致可在一現代光學檢驗系統中判定之過量光洩漏。此外，液晶陣列亦可包含雜散光、散射光及使光學檢驗效能進一步降級之光學像差。此外，液晶陣列亦可當曝露於短波長光(特定而言在高功率密度下)時遭受有限使用壽命。

傾斜鏡陣列亦可用作可程式化孔徑機構。然而，傾斜鏡陣列亦 遭受光損失及光學假影，諸如雜散光、散射光及限制光學檢驗系統效能之光學像差。

在某些實例中，孔徑圖案已在光底片上曝光及顯影。然而，光底片系統並非完全透射及完全遮蔽，從而導致非所要光損失及光洩漏。此外，光底片之曝光及顯影係高成本且耗時的，且所得底片具有一低損壞臨限值。光底片系統亦可導致現代檢驗系統中通常採用之UV、DUV及VUV光系統之其他元件之污染。

在某些其他實例中，孔徑圖案已藉由噴墨印刷施加至透射基板上。然而，噴墨印刷系統並非完全透射及完全遮蔽，從而導致非所要光損失及光洩漏。此外，噴墨系統需要一可自耗基板或必須經重新清潔之一基板，從而導致成本及通量問題。印刷基板亦可導致現代檢驗系統中通常採用之UV、DUV及VUV光系統之其他元件之污染。

在某些其他實例中，傅立葉濾光器(例如，具有可調整間隔之複數個金屬棒)亦已用作撓性光學孔徑。藉由全文引用之方式併入本文中之美國專利第5,970,168號闡述一傅立葉濾光器之一實例。然而，傅立葉濾光器允許極其少形狀且通常用於阻擋繞射圖案之有限用途。

在某些其他實例中，諸如用作詹姆斯．韋伯(James-Webb)太空望遠鏡之部分之微機電快門陣列之一微快門陣列亦可用作一可程式化孔徑機構。然而，微快門陣列可由於陣列結構而在一透射模式中遭受過量光損失。另外，陣列結構可包含雜散光效應。此外，微快門陣列係引發成本及可靠性問題之複雜裝置。

如本文中上文所闡述，先前撓性光學孔徑系統具有數個缺點，諸如光學透射損失、不完全光學阻擋、雜散光、光學像差、有限形狀撓性或空間解析度、低損壞臨限值以及與短波長光不相容性。因此，期望針對在現代光學檢驗工具中可操作之經改良可程式化孔徑機構之方法及系統。

本發明呈現用於重新組態一光學檢驗系統之一孔徑之方法及系統。在一項態樣中，一可程式化孔徑系統包含選擇性地阻擋光通過該孔徑之一個二維機械像素陣列。一線性導引元件陣列彼此平行地對準，且每一機械像素列由一對應線性導引元件支撐。每一機械像素經組態以在由一致動器子系統推動時沿著該對應線性導引元件滑動。該致動器子系統重新定位該等機械像素元件中之一或多者以改變該孔徑之形狀。該致動器子系統經組態以選擇性地嚙合一或多個機械像素元件且使該一或多個機械像素元件沿著對應線性導引元件平移至一新位置。

由該機械像素陣列形成之該孔徑之該形狀經重新組態以藉由配置該機械像素陣列來形成任何數目個不同形狀。可藉由嚙合不同位置處之不同機械像素且使所嚙合像素沿著對應線性導引元件選擇性地滑動來形成沿著每一線性導引元件之多個開口。

每一機械像素包含可曝露於傳入光之一表面。在某些實施例中，表面係高度吸收性，或用一高度吸收性塗層處理，以吸收傳入光。以此方式，吸收由機械像素阻擋之光且使可干擾光學檢驗系統之效能之雜散反射最小化。為耗散由機械像素元件累積之熱，可採用諸如強制空氣冷卻、液體浸漬或輻射冷卻之一冷卻系統。在某些其他實施例中，表面係高度反射性以避免每一機械像素中之過量熱累積。在此等實施例中之某些實施例中，表面傾斜以使得表面之法線與入射光之光束不對準。以此方式，自表面反射之光經引導遠離通過該可程式化孔徑之光束。

在某些實施例中，每一機械像素包含經組態以與毗鄰機械像素定位之互補特徵重疊之一或多個突出特徵。以組合方式，此等互補特徵形成防止光透射穿過像素之間的任何標稱間隙之一光誘捕器。

在某些實施例中，線性導引元件係跨越孔徑區域拉伸之導線元 件。導線元件之剖面的形狀可係矩形以將每一機械像素之位置約束於五個自由度同時呈現曝露於傳入光束之一小剖面面積。在某些其他實施例中，具有一T形狀剖面之一導線元件可經採用以防止傳入光掠射於導線元件之側。

在某些其他實施例中，線性導引元件係跨越孔徑區域選擇性定位之可延伸結構(例如，伸縮樑)。跨越孔徑區域之每一可延伸結構之位置可連同附接至每一可延伸結構之機械像素之位置而重新組態。以此方式，光圈可經重新組態以實現任何數目個不同形狀。

前述內容係一概述，且因此必然地含有對細節之簡化、一般化及省略；因此，熟習此項技術者將瞭解該概述僅係說明性且不限於任何方式。在本文中所陳述之非限制性詳細說明中，本文中所闡述之裝置及/或程序之其他態樣、發明特徵及優點將變得顯而易見。

10‧‧‧可程式化孔徑系統/系統

11‧‧‧線性致動器

12‧‧‧框架

13‧‧‧嚙合致動器陣列/嚙合致動器/陣列/線性致動器陣列

14‧‧‧框架/線性導引元件/導線元件

15‧‧‧框架

16‧‧‧線性導引元件陣列/線性導引元件/陣列

17‧‧‧機械像素陣列/二維機械像素陣列/機械像素列/陣列

18‧‧‧機械像素/像素

19‧‧‧線性致動器

20‧‧‧座標框架

21‧‧‧光束/傳入光/光

22‧‧‧突出特徵

23‧‧‧突出特徵

24‧‧‧嚙合特徵

25‧‧‧機械像素/像素

26‧‧‧表面/像素

29‧‧‧光誘捕器

30‧‧‧T形狀導線元件/導線元件

31‧‧‧表面/導線元件

32‧‧‧傳入光/光

40‧‧‧導線元件

41‧‧‧表面

42‧‧‧傳入光

100‧‧‧檢驗系統/系統

101‧‧‧照明源

105‧‧‧光束分裂器

107‧‧‧成像透鏡

108‧‧‧晶圓夾頭

109‧‧‧物鏡

111‧‧‧法向入射光束/照明光

115‧‧‧照明點/入射點

118‧‧‧收集光學器件

123‧‧‧晶圓

125‧‧‧晶圓定位系統

127‧‧‧輸出信號/量測資料

132‧‧‧電腦/計算系統/電腦系統/單電腦系統/多電腦系統

140‧‧‧偵測器/光譜儀/偵測器陣列

141‧‧‧處理器

142‧‧‧記憶體

143‧‧‧匯流排

144‧‧‧程式指令

圖1係圖解說明包含選擇性地阻擋光通過一孔徑之一個二維機械像素陣列之一可程式化孔徑系統之一示意圖。

圖2圖解說明圖1中所繪示之可程式化孔徑系統之一更詳細視圖，包含嚙合一機械像素之一線性致動器。

圖3圖解說明與參考圖1所闡述之實施例相關聯之一機械像素之一更詳細視圖。

圖4圖解說明與參考圖1所闡述之實施例相關聯之機械像素元件及線性導引元件之一更詳細視圖。

圖5係圖解說明一項例示性實施例中之一T形狀線性導引元件之一剖面圖之一圖式。

圖6係圖解說明另一例示性實施例中之一T形狀線性導引元件之一剖面圖之一圖式。

圖7係圖解說明包含如參考圖1至圖4所闡述之一可程式化孔徑系 統之一例示性檢驗系統100之一圖式。

圖8係圖解說明重新組態一光學檢驗系統之一孔徑之一例示性方法200之一流程圖。

現在將詳細地參考本發明之背景實例及某些實施例，其實例圖解說明於隨附圖式中。

呈現用於重新組態一光學檢驗系統之一孔徑之方法及系統。此等系統用於量測與不同半導體製作程序相關聯之結構及材料特性(例如，材料組合物、結構及薄膜之尺寸特性等)。

引入可以二維方式程式化之一孔徑機構來增加具有增加敏感性之量測系統所適應之量測應用之範圍，同時維持現代半導體製造所需要之充分通量。

圖1圖解說明一項實施例中之一可程式化孔徑系統10。可程式化孔徑系統10包含一個二維機械像素陣列17，該二維機械像素陣列17選擇性地阻擋光通過由機械像素陣列17與一光學光束(未展示)相交所形成之孔徑。一線性導引元件陣列16固定至一框架14且彼此平行地對準。在圖1中所繪示之實施例中，線性導引元件16中之每一者與座標框架20之x方向對準。每一機械像素列17由陣列16之一線性導引元件支撐。線性導引元件由包含與一對應線性導引元件接觸之一板片彈簧陣列之一框架15張緊。

在圖1中所繪示之實施例中，每一機械像素由一對應線性導引元件機械約束。在某些實施例中，每一機械像素由一對應線性導引元件約束於五個自由度，且由每一機械像素與對應線性導引元件之間的一摩擦觸點約束於第六自由度。以此方式，每一機械像素當由超過摩擦接觸力之一力推動時沿著線性導引元件自由滑動。機械像素經設計在每一機械像素與一對應線性導引元件之間具有一適當量之摩擦觸點。 以此方式，每一機械像素當經受預期重力及擾動力時相對於對應線性導引元件保持固定於適當位置中。

在圖1中所繪示之實例中，一18×18機械像素陣列可用於形成橫跨21.96毫米之一光束直徑之一可重新組態孔徑。線性導引元件經分離1.22毫米。當像素全部位於光學光束之路徑外部時，透射效率大於百分之九十。

在一項態樣中，由機械像素陣列形成之孔徑之形狀經重新組態以藉由配置機械像素陣列來形成任何數目個不同形狀。更具體而言，孔徑形狀藉由使機械像素中之一或多者滑動至每一對應線性導引元件上之不同位置而改變。一致動器子系統經組態以選擇性地嚙合一或多個機械像素元件之一或多個特徵且使一或多個機械像素元件沿著對應線性導引元件平移至一新位置。在圖1中所繪示之實施例中，一線性致動器11經組態以使一框架12沿平行於線性導引元件16中之每一者之方向之一方向(亦即，x方向)平移。一嚙合致動器陣列13經組態以選擇性地嚙合來自每一列之機械像素。

在所繪示之實施例中，嚙合致動器陣列13中之每一者係一螺線管致動器。然而，一般而言，可預期諸多類型之致動器選擇性地嚙合機械像素元件。舉例而言，可預期諸如對機械像素直接作用之一線性馬達、洛倫茲(Lorentz)線圈或一電磁鐵之電磁致動器；諸如一氣動汽缸或氣體噴嘴之氣動致動器；壓電致動器；形狀記憶合金致動器等。在某些實施例中，線性致動器11經組態以平移兩個自由度(例如，x方向及y方向)。以此方式，一或多個嚙合致動器13可將機械像素單獨地嚙合於不同線性導引元件上。一般而言，任何數目個致動器系統架構可用於選擇性地嚙合陣列17之機械像素中之任一者。

圖2圖解說明圖1中所繪示之系統10之一更詳細視圖。圖2繪示已沿z方向移動且已嚙合一機械像素18之線性致動器陣列13之一線性致 動器19。在移動至嚙合位置之後，框架12沿x方向之一移動使機械像素18及其路徑中之任何像素沿著線性導引元件14滑動。此在機械像素18與機械像素25之間產生一開口。此使得光束21之一部分能夠通過像素18與像素25之間形成之間隙。類似地，陣列13之每一線性致動器可沿著每一線性導引元件嚙合不同位置中之不同機械像素。框架12沿著x方向之隨後移動沿著每一線性導引元件在機械像素陣列中形成相同或不同開口。可藉由嚙合不同位置處之不同機械像素且使所嚙合像素沿著對應線性導引元件選擇性地滑動來形成沿著每一線性導引元件之多個開口。

圖3繪示與參考圖1所闡述之實施例相關聯之一機械像素25。如圖3中所繪示，每一機械像素包含曝露於傳入光21之一表面26及在機械像素之背面上之一嚙合特徵24。嚙合特徵24經塑形以使得陣列13之線性致動器可嚙合機械像素且使其沿著對應線性導引元件滑動。在一項實施例中，每一機械像素使用一導線放電加工程序由鋁構成。

在某些實施例中，表面26可係高度吸收性，或用一高度吸收性塗層處理，以吸收傳入光。以此方式，吸收由機械像素阻擋之光且使可干擾光學檢驗系統之效能之雜散反射最小化。當曝露於傳入光21之光束之表面26係高度吸收性時，機械像素25將由於典型半導體檢驗系統中所採用之光21之高強度性質而累積大量熱。為將機械像素維持處於合理溫度，可採用諸如強制空氣冷卻、液體浸漬或輻射冷卻之一冷卻系統。

在某些實施例中，表面26係高度反射性以避免每一機械像素中之過量熱累積。在此等實施例中之某些實施例中，表面26傾斜以使得表面之法線與傳入光21之光束不對準。以此方式，自表面26反射之光經引導遠離通過該可程式化孔徑之光束；因此使其對光學系統之效能之影響最小化。在某些實例中，機械像素之表面26係至少95%反射性 以使機械像素內之熱之吸收及累積最小化。在圖1至圖4中所繪示之實施例中，每一機械像素之表面係1.2毫米×1.2毫米。

另外，機械像素25包含經組態以與定位於一毗鄰機械像素上之互補特徵重疊之一或多個突出特徵22及23。舉例而言，如圖4中所圖解說明，像素25毗鄰於像素26定位。像素25之突出特徵22與像素26之突出特徵23重疊。以組合方式，此等互補特徵形成防止光沿著線性導引元件透射穿過像素25與26之間的任何標稱間隙之一光誘捕器29。在一項實施例中，像素25之突出特徵22與像素26之突出特徵23之間的重疊係大約0.10毫米。類似地，互補突出特徵可包含於與線性導引元件正交之像素面上以防止光沿著相同線性導引元件透射穿過彼此毗鄰定位之像素之間的任何標稱間隙。在一項實施例中，此等互補突出特徵之間的重疊係大約0.05毫米。

圖4亦更詳細繪示與參考圖1所闡述之實施例相關聯之線性導引元件14。在圖1中所繪示之實施例中，每一線性導引元件係跨越孔徑區域拉伸之一導線元件。如圖4中所繪示，導線元件14之剖面的形狀係矩形以將每一機械像素之位置約束於五個自由度同時呈現曝露於傳入光束之一小剖面面積。在一項實施例中，導線元件係具有0.1毫米×0.4毫米之一剖面之一不鏽鋼導線。

儘管繪示一矩形剖面，但可預期諸多其他剖面形狀。舉例而言，圖5繪示一T形狀導線元件30之一剖面。T形狀導線元件30之凸緣面向傳入光32之光束。儘管此一T形狀剖面可比圖4中所繪示之矩形剖面阻擋更多光，但其可期望防止傳入光掠射於導線元件之側。此等掠射反射可對由在一暗視場模態中操作之一光學檢驗系統執行之量測尤其有害。導線元件30之表面31可係高度吸收性，或用一高度吸收性塗層處理，以吸收傳入光。以此方式，吸收由導線元件阻擋之光且使可干擾光學檢驗系統之效能之雜散反射最小化。當曝露於傳入光32之光 束之表面31係高度吸收性時，導線元件31將由於典型半導體檢驗系統中所採用之光32之高強度性質而累積大量熱。為將機械像素維持處於合理溫度，可採用諸如強制空氣冷卻、液體浸漬或輻射冷卻之一冷卻系統。

圖6繪示另一例示性導線元件40之一剖面。導線元件40之凸緣面向傳入光42之光束。然而，曝露傳入光42之光束之表面41傾斜以使得表面之法線與傳入光42之光束不對準。以此方式，自表面41反射之光經引導遠離通過該可程式化孔徑之光束；因此使其對光學系統之效能之影響最小化。在某些實施例中，表面41係高度反射性以避免每一導線元件中過量熱累積。

在某些其他實施例中，線性導引元件係跨越孔徑區域定位之可延伸結構(例如，伸縮樑)。該等可延伸結構可以不同距離跨越孔徑區域定位。另外，附接至每一可延伸結構之機械像素之位置可重新組態。以此方式，孔徑可經重新組態以實現任何數目個不同孔徑形狀。

圖1中所繪示之可程式化孔徑系統使穿過孔徑開口之光學透射效率最大化且使穿過由機械像素阻擋之孔徑之部分之光學透射最小化。如本文中上文所闡述，可程式化孔徑系統包含用以使雜散光最小化，使光學像差最小化及在一波長範圍內耐受高光學功率密度之特徵。

另外，在某些實施例中，可程式化孔徑系統包含具有可變地衰減、偏光、光譜、相位及/或梯度性質之經塑形光學元件(例如，偏光孔徑、切趾孔徑、二向色孔徑或相位板)。

圖7圖解說明包含如參考圖1至圖4所闡述之一可程式化孔徑系統之一例示性檢驗系統100。一可程式化孔徑系統可位於檢驗系統100之任何可接達光瞳平面中。在某些實施例中，一可程式化孔徑系統10位於檢驗系統100之一照明路徑中。在某些實施例中，一可程式化孔徑系統10位於檢驗系統100之一收集路徑中。在某些實施例中，一可程 式化孔徑系統位於檢驗系統100之照明路徑及收集路徑兩者中。在某些實施例中，任何可程式化孔徑系統位於照明路徑及收集路徑任一者或兩者中，並非位於共同路徑中。然而，在某些實施例中，一可程式化孔徑系統可位於共同路徑中。

在又一實施例中，全照明提供至晶圓123且任何可程式化孔徑系統位於收集路徑中。然而，在某些實施例中，一可程式化孔徑系統可位於照明路徑中且全部收集光經提供至偵測器。

檢驗系統100可經組態從而以一明視場模式、一暗視場模式或兩者操作。光學孔徑之變化大小及形狀可應用於明視場光學模式及暗視場光學模式兩者中。特殊孔徑大小及形狀區域之使用增強光學檢驗系統之信雜比。為簡化起見，已省略系統100之某些光學組件。藉由實例之方式，亦可包含摺疊鏡、偏光器、光束形成光學器件、額外光源、額外收集器及額外偵測器。所有此等變化形式皆屬本文中所闡述之本發明範疇內。本文中所闡述檢驗系統可用於量測或檢驗經圖案化以及未經圖案化晶圓。

如圖7中所圖解說明，一晶圓123由藉由一或多個照明源101產生之一法向入射光束111照明。另一選擇係，照明子系統可經組態從而以一傾斜入射角將光束引導至試樣。在某些實施例中，系統100可經組態以將多個光束引導至試樣，諸如一傾斜入射光束及一法向入射光束。多個光束可實質上同時或隨後引導至試樣。

藉由實例之方式，照明源101可包含一雷射維持電漿光源、一雷射、一個二極體雷射、一氦氖雷射、一氬雷射、一固態雷射、一個二極體泵浦固態(DPSS)雷射、一氙弧燈、一氣體放電燈及LED陣列或一白熾燈。光源可經組態以發射接近單色光或寬頻光。一般而言，照明子系統經組態以將具有一相對窄波長帶之光引導至試樣(例如，接近單色光或具有小於約20nm、小於約10nm、小於約5nm或甚至小於約 2nm之一波長範圍之光)。因此，若光源係一寬頻光源，則照明子系統亦可包含可限制引導至試樣之光之波長之一或多個光譜濾光器。一或多個光譜濾光器可為帶通濾光器及/或邊緣濾光器及/或陷波濾光器。

一光束分裂器105將照明光引導至一物鏡109。物鏡109將照明光111聚焦至一晶圓123上在照明點115處。在一項實施例中，物鏡109包含一可程式化孔徑系統10。以此方式，藉由將透射穿過可程式化孔徑系統10之光投射至晶圓123之表面上來塑形及定大小照明點115。

在某些實施例中，藉由檢驗系統100在一特定樣本週期內自照明點115之全部區域收集及偵測反射/散射光。以此方式，藉由檢驗系統100收集儘可能多光。然而，在某些其他實施例中，藉由檢驗系統100在一特定樣本週期內自照明點115之區域之一部分收集及偵測反射及散射光。系統100包含用以在掃描期間收集由晶圓123散射及/或反射之光及將所收集光聚焦至偵測器140上之收集光學器件118。由偵測器140產生之一輸出信號127經供應至一電腦132以用於信號處理以判定異常之存在及其特性。

收集光學器件118可包含一透鏡、一複合透鏡或此項技術中習知之任何適當透鏡。另一選擇係，收集光學器件118之任何元件可係一反射性或部分反射性光學組件，諸如一鏡。另外，儘管圖7中圖解說明特定收集角，但應理解收集光學器件可以任何適當收集角配置。收集角可取決於(舉例而言)試樣之入射角及/或形貌特性而變化。

偵測器140通常用於將散射光轉換成一電信號，且因此可包含此項技術中習知實質上任何光偵測器。然而，可基於偵測器之所要效能特性、欲檢驗之試樣之類型及照明之組態而選擇一特定偵測器供用於本發明之一或多個實施例內。舉例而言，若用於檢驗之光之量係相對低，則諸如一時間延遲積分(TDI)相機之一效率增強偵測器可增加系 統之信雜比及通量。然而，取決於可用於檢驗及執行之檢驗之類型而可使用諸如光譜儀、電荷耦合裝置(CCD)相機、光電二極體、光電管及光電倍增管(PMT)之其他偵測器。在本發明之至少一項實施例中，一光電倍增管用於偵測自一試樣散射之光。

在所繪示實施例中，一偵測器與一特定照明點相關聯(例如，偵測器140係用於產生與由照明點115照明之一檢驗區域相關聯之一輸出信號之一偵測器)。然而，在其他實施例中，額外偵測器可用於各自產生與一照明點相關聯之一輸出信號。舉例而言，多個偵測器可用於偵測由照明點115照明之一檢驗區域收集之光(每一者處於不同收集角)。偵測器140可產生一單個輸出信號以實現高通量或可係一成像偵測器(亦即，產生指示在由照明點115照明之不同檢驗區域上方收集之光之若干單獨輸出信號之一偵測器)。

系統100亦包含用於處理由偵測器140偵測之散射信號需要之各種電子組件(未展示)。舉例而言，系統100可包含用以自偵測器140接收輸出信號127及使輸出信號放大一預定量之放大器電路。另外，包含一類比轉數位轉換器(ADC)(未展示)以將放大信號轉換成適合於供用於處理器141內之一數位格式。在一項實施例中，處理器可藉由一傳輸媒體直接耦合至一ADC。另一選擇係，處理器可自耦合至ADC之其他電子組件接收信號。以此方式，處理器可藉由一傳輸媒體及任何介入電子組件間接地耦合至ADC。

一般而言，處理器141經組態以使用自每一偵測器獲得之電信號來偵測晶圓之特徵、缺陷或光散射性質。由偵測器產生之信號表示由一單個偵測器(例如，偵測器140)偵測之光。處理器可包含此項技術中習知之任何適當處理器。另外，處理器可經組態以使用此項技術中習知之任何適當缺陷偵測演算法或方法。舉例而言，處理器可使用一晶粒至資料庫比較或一臨限演算法來偵測試樣上之缺陷。

另外，檢驗系統100可包含用於接受來自一操作者(例如，鍵盤、滑鼠、觸控螢幕等)之輸入並向操作者(例如，顯示器監視器)顯示輸出之周邊裝置。來自一操作者之輸入命令可由處理器141用於調整用於控制照明功率之臨限值。所得功率位準可在一顯示器監視器上以圖形方式向一操作者呈現。

系統100可使用各種成像模式，諸如明視場、暗視場及共焦。舉例而言，在圖7中所繪示之實施例中，偵測器140產生一明視場信號。如圖7中所圖解說明，以一窄角度自晶圓123之表面散射之某些光量由物鏡109收集。此光返回通過物鏡109且照射於光束分裂器105上。光束分裂器105將光之一部分透射至收集光學器件118，該收集光學器件繼而將光聚焦至偵測器140上。以此方式，一明視場信號由偵測器140產生。收集光學器件118包含使由物鏡109收集之反射光成像至偵測器陣列140上之成像透鏡107。一可程式化孔徑系統10可位於物鏡109之後焦平面處。諸如明視場、暗視場及相位對比之各種成像模式可藉由使用不同孔徑來實施。在另一實例(未展示)中，一偵測器藉由使以較大視場角收集之散射光成像來產生暗視場影像。在另一實例中，匹配入射點115之一針孔可放置於一偵測器(例如，偵測器140)前方以產生一共焦影像。

在圖7中所圖解說明之實施例中，晶圓定位系統125使由晶圓夾頭108支撐之晶圓123在照明光111之一靜止光束下方移動。

在又一實施例中，檢驗系統100包含用於執行量測及產生傳達至致動器子系統以控制一或多個機械像素元件之位置之一重新配置之命令信號之一或多個計算系統132。以此方式，計算系統132控制可程式化孔徑系統10之組態。特定而言，一或多個計算系統132可用於執行孔徑重新組態功能性，且控制量測系統之各種參數。一或多個計算系統132可以通信方式耦合至偵測器140及位於物鏡109內之可程式化孔 徑系統10。在一項態樣中，一或多個計算系統132經組態以接收與晶圓123之一量測相關聯之量測資料127。在一項實例中，量測資料127包含基於來自光譜儀140之一或多個取樣程序之試樣之所量測光譜回應之一指示。一或多個電腦系統132進一步經組態以判定與晶圓123相關聯之至少一個CD參數值之一值。

應認識到，一單電腦系統133或(另一選擇係)一多電腦系統132可實施本發明通篇所闡述之各種步驟。此外，系統100之不同子系統(諸如，可程式化孔徑系統10)可包含適合於實施本文中所闡述之步驟之至少一部分之一電腦系統。因此，上文所提及說明不應解釋為對本發明之一限制而僅為一圖解說明。

另外，電腦系統132可以通信方式耦合至偵測器140、照明源101、任何可程式化孔徑系統，或以此項技術中習知之任何方式之檢驗系統100之任何其他元件。舉例而言，一或多個計算系統132可耦合至一光譜儀140之一計算系統、照明源101之一計算系統，或可程式化孔徑系統10之一計算系統。在另一實例中，偵測器140、照明器101及可程式化孔徑系統10可由一單個電腦系統控制。以此方式，系統100之電腦系統132可耦合至一單個電腦系統。

系統100之電腦系統132可經組態以藉由可包含有線及/或無線部分之一傳輸媒體自系統之子系統(例如，偵測器140、照明器101、一可程式化孔徑系統10及諸如此類)接收及/或獲取資料或資訊。以此方式，傳輸媒體可用作電腦系統132與系統100之其他子系統之間的一資料連結。此外，計算系統132可經組態以經由一儲存媒體(亦即，記憶體)接收孔徑組態資料。舉例而言，孔徑組態資料可儲存於一永久或半永久記憶體裝置(例如，記憶體142)中。

此外，系統100之電腦系統132可經組態以藉由可包含有線及/或無線部分之一傳輸媒體自其他系統(例如，孔徑組態資料)接收及/或獲 取資料或資訊。以此方式，傳輸媒體可用作電腦系統132與外部系統之間的一資料連結。

計算系統132可包含(但不限於)一個人電腦系統、大型電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或此項技術中所習知之任何其他裝置。一般而言，術語「計算系統」可廣義定義為囊括具有執行來自一記憶體媒體之指令之一或多個處理器之任一裝置。

實施諸如本文中所闡述之彼等方法及功能性之方法及功能性之程式指令144可儲存於記憶體142中且經由一載體媒體(例如，匯流排143)傳輸至處理器141用於執行。該載體媒體可係諸如一導線、電纜或無線傳輸鏈路之一傳輸媒體。該載體媒體亦可包含一電腦可讀媒體，諸如一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或光碟或一磁帶。

在某些實例中，計算系統132經程式化以產生控制信號以控制可程式化孔徑系統10之致動器之移動以達成跨越孔徑之機械像素之一特定組態。計算系統132亦可接收指示此等元件之位置之資料。

圖8圖解說明適合於藉由本發明之可程式化孔徑系統之實施之一方法200。在一項態樣中，應認識到，可經由由計算系統132之一或多個處理器執行之一預程式化演算法實施方法200之資料處理方塊。雖然在系統10之內容脈絡中呈現以下說明，但在本文中應認識到，系統10之特定結構態樣不表示限制且應僅解釋為說明性的。

在方塊201中，嚙合安置於一線性導引元件上之一機械像素元件。機械像素元件係一個二維機械像素元件陣列中之一者。機械像素元件中之每一者安置於複數個線性導引元件之一對應線性導引元件上。複數個機械像素元件中之每一者經組態以沿著對應線性導引元件滑動。

在方塊202中，機械像素元件沿著線性導引元件平移以重新配置 安置於線性導引元件上之一或多個機械像素元件之位置。因此，由二維機械像素元件陣列形成之一光學檢驗系統之一光學孔徑之一形狀改變。

實施本文中所闡述之方法之一系統可以若干種不同方式組態。舉例而言，系統可包含致動器之任何適合組合以將機械像素定位於一光學檢驗系統之一孔徑上方，且因此調節引導至受量測之試樣或自其收集之光。

如本文中所闡述，術語「臨界尺寸」包含一結構之任何臨界尺寸(例如，底部臨界尺寸、中間臨界尺寸、頂部臨界尺寸、側壁角、光柵高度等)、任何兩個或兩個以上結構之間的一臨界尺寸(例如，兩個結構之間的距離)，及兩個或兩個以上結構之間的一位移(例如，覆疊光柵結構之間的覆疊位移等)。結構可包含三維結構、經圖案化結構、覆疊結構等。

一般而言，一晶圓包含多個層。此等層之相對位置之量測通常稱作一「覆疊量測應用」。每一層包含週期性結構，且層之相對位置量測為沿一個方向或多個方向之一移位。因此，一般而言，且出於本發明文件之目的，覆疊量測視為一CD量測，其中週期性結構之位置移位係欲量測之CD參數。

如本文中所闡述，術語「臨界尺寸應用」或「臨界尺寸量測應用」包含任何臨界尺寸量測。

如本文中所闡述，術語「檢驗系統」包含至少部分用於表徵任何態樣中之一試樣之任何系統然而，此項技術之此等術語並不限於如本文中所闡述之術語「檢驗系統」之範疇。術語「試樣」在本文中用於係指一晶圓、一標線板或可由此項技術中習知之手段處理(例如，印刷或檢驗缺陷)之任何其他樣本上之一位點。

另外，檢驗系統100可經組態用於經圖案化晶圓及/或未經圖案化 晶圓之量測。檢驗系統可經組態為一LED檢驗工具，邊緣檢驗工具、背面檢驗工具、巨觀檢驗工具或多模式檢驗工具(涉及同時來自一或多個平臺之資料)，以及自一可程式化孔徑系統獲益之任何其他度量衡或檢驗工具。

各種實施例在本文中係針對可用於處理一試樣之一半導體處理系統(例如，一檢驗系統、一度量衡系統或一微影系統)闡述。在一項實例中，如本文中所闡述之一可程式化孔徑系統可用於調節自一照明源透射至一微影系統中之一標線板之照明光用於由該微影系統處理之一晶圓上之經改良圖案化。

如本文中所使用，術語「晶圓」通常係指由一半導體或非半導體材料形成之基板。實例包含但不限於單晶矽、砷化鎵及磷化銦。此等基板可通常在半導體製作設施中發現及/或加工。在某些情形中，一晶圓可僅包含基板(亦即，裸晶圓)。另一選擇係，一晶圓可包含形成於一基板上之一或多個不同材料層。形成於一晶圓上之一或多個層可「經圖案化」或「不經圖案化」。舉例而言，一晶圓可包含具有可重複圖案之特徵之複數個晶粒。

一「標線板」可係在一標線板製作程序之任何階段處之一標線板，或可或可未經釋放以供在一半導體製作設施中使用之一完整標線板。一標線板或一「遮罩」通常經定義為其上實質上形成有且經組態成一圖案之不透明區之一實質上透明基板。基板可包含(舉例而言)諸如非晶SiO₂之一玻璃材料。一標線板可在一微影程序之一曝光步驟期間安置於一經抗蝕劑覆蓋之晶圓上面以使得標線板上之圖案可轉印至抗蝕劑。形成於一晶圓上之一或多個層可經圖案化或未經圖案化。舉例而言，一晶圓可包含複數個晶粒，每一晶粒具有可重複圖案之特徵。此等材料層之形成及處理可最終產生完整裝置。可在一晶圓上形成諸多不同類型之裝置，且如本文中所使用之術語晶圓意欲囊括於其 上製作此項技術中所習知之任一類型之裝置之一晶圓。

在一或多個例示性實施例中，所闡述之功能可實施於硬體、軟體、韌體或其任一組合中。若實施於軟體中，則該等功能可作為一或多個指令或碼儲存於一電腦可讀媒體上或經由一電腦可讀媒體傳輸。電腦可讀媒體包含電腦儲存媒體及包含促進將一電腦程式自一個位置傳送至另一位置之任何媒體的通信媒體兩者。一儲存媒體可係可由一一般用途或特殊用途電腦可存取之任何可用媒體。藉由實例之方式且非限制性，此等電腦可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盤儲存器、磁盤儲存器或其他磁性儲存裝置或可用於攜載或儲存呈指令或資料結構形式之所要程式碼且可由一一般用途或特殊用途電腦或者一一般用途或特殊用途處理器存取之任何其他媒體。此外，任何連接恰當地稱為一電腦可讀媒體。舉例而言，若使用一同軸纜線、光纖纜線、雙絞線、數位用戶線(DSL)或諸如紅外線、無線電及微波等無線技術自一網站、伺服器或其他遠端源傳輸軟體，則同軸纜線、光纖纜線、雙絞線、DSL或諸如紅外線、無線電及微波等無線技術皆包含於媒體之定義中。如本文中所使用之磁碟及碟片包含：光碟(CD)、雷射碟片、光學碟片、數位多功能碟片(DVD)、軟碟及藍光碟片，其中磁碟通常以磁性方式再現資料，而碟片藉助雷射以光學方式再現資料。上述之組合亦應包含於電腦可讀媒體之範疇內。

雖然在上文中出於指導性目的闡述了某些特定實施例，但本專利文件之教示內容具有一般適用性且不限於上文所闡述之特定實施例。因此，可在不背離如申請專利範圍中所陳述之本發明之範疇之情況下實踐對所闡述之實施例之各種特徵的各種修改、改動及組合。

10‧‧‧可程式化孔徑系統/系統

11‧‧‧線性致動器

12‧‧‧框架

13‧‧‧嚙合致動器陣列/嚙合致動器/陣列/線性致動器陣列

14‧‧‧框架/線性導引元件/導線元件

15‧‧‧框架

16‧‧‧線性導引元件陣列/線性導引元件/陣列

17‧‧‧機械像素陣列/二維機械像素陣列/機械像素列/陣列

20‧‧‧座標框架

Claims (20)

1. 一種可程式化光學孔徑機構，其包括：複數個線性導引元件，其沿一第一方向安置；複數個機械像素元件，其安置於該複數個線性導引元件中之每一者上，其中該複數個機械像素元件中之每一者經組態以沿著一對應線性導引元件滑動，且其中該複數個像素元件中之任何數目者經定位以曝露於通過該可程式化光學孔徑機構之一光束；一致動器子系統，其經組態以使一或多個機械像素元件沿著一或多個對應線性導引元件選擇性平移；及一控制器，其經組態以產生傳達至該致動器子系統以控制該一或多個機械像素元件之位置之一重新配置之命令信號。
2. 如請求項1之可程式化光學孔徑機構，其中該等導引元件係跨越孔徑區域定位之導線元件。
3. 如請求項1之可程式化光學孔徑機構，其中該等導引元件係經組態以跨越該孔徑區域以可程式化定位之可延伸結構。
4. 如請求項1之可程式化光學孔徑機構，其中該等機械像素元件中之每一者包含經組態以與一第一毗鄰機械像素元件之一部分重疊之一或多個突出特徵。
5. 如請求項4之可程式化光學孔徑機構，其中該一或多個突出特徵經組態以沿一第一方向與該第一毗鄰機械像素元件之一部分重疊且沿一第二方向與一第二毗鄰機械像素元件之一部分重疊。
6. 如請求項5之可程式化光學孔徑機構，其中該第一方向垂直於該第二方向且該等第一及第二方向垂直於通過該可程式化光學孔徑機構之一光束之一方向。
7. 如請求項1之可程式化光學孔徑機構，其中曝露於通過該可程式化光學孔徑機構之一光束之該等機械像素元件中之每一者之表面係至少95%反射性。
8. 如請求項1之可程式化光學孔徑機構，其中該致動器子系統包含經組態以使一框架沿一第一方向移動之一線性致動器及安裝至該框架之一螺線管致動器陣列，其中該螺線管致動器陣列中之每一者經組態以沿一第二方向移動且嚙合至少一個機械像素元件。
9. 如請求項2之可程式化光學孔徑機構，其中該等導線元件中之每一者包含曝露於通過該可程式化光學孔徑機構之一光束之一光學吸收性表面。
10. 如請求項2之可程式化光學孔徑機構，其中該等導線元件中之每一者包含曝露於通過該可程式化光學孔徑之一光束之一高度反射性表面，其中該高度反射性表面經定向以使得自該表面反射之一光量經引導成遠離該光束。
11. 如請求項2之可程式化光學孔徑機構，其中該等導線元件中之每一者包含經組態以防止來自通過該可程式化光學孔徑之一光束之光掠射於該導線元件之任何其他表面之一凸緣結構。
12. 一種光學檢驗系統，其包括：一照明源，其經組態以產生投射至一試樣之一表面之一照明光量；一偵測器，其經組態以偵測自該試樣之該表面收集之一光量；及一可程式化光學孔徑機構，其包括：沿一第一方向安置之複數個線性導引元件；複數個機械像素元件，其安置於該複數個線性導引元件中之 每一者上，其中該複數個機械像素元件中之每一者經組態以沿著一對應線性導引元件滑動，且其中該複數個像素元件中之任何數目者經定位以曝露於通過該可程式化光學孔徑機構之一光束；及一致動器子系統，其經組態以使一或多個機械像素元件沿著一或多個對應線性導引元件選擇性平移。
13. 如請求項12之光學檢驗系統，其中該可程式化光學孔徑機構定位於該光學檢驗系統之一光學照明路徑及該光學檢驗系統之一光學收集路徑中之任一者中。
14. 如請求項12之光學檢驗系統，其中該光學檢驗系統可以一暗視場成像模式及一明視場成像模式中之任一者操作。
15. 如請求項12之光學檢驗系統，其中該複數個線性導引元件係平行地對準且跨越該光學檢驗系統之一光學孔徑定位之一導線元件陣列。
16. 一種方法，其包括：嚙合安置於一線性導引元件上之一機械像素元件，其中該機械像素元件係一個二維機械像素元件陣列中之一者，每一機械像素元件安置於複數個線性導引元件之一對應線性導引元件上，其中該複數個機械像素元件中之每一者經組態以沿著該對應線性導引元件滑動；及使該機械像素元件沿著該線性導引元件平移以重新配置安置於該線性導引元件上之一或多個機械像素元件之一位置以使得由該二維機械像素元件陣列形成之一光學檢驗系統之一光學孔徑之一形狀改變。
17. 如請求項16之方法，其進一步包括：產生傳達至一致動器子系統以控制該機械像素元件之該嚙合 及該平移之命令信號。
18. 如請求項16之方法，其中該複數個線性導引元件係平行地對準且跨越該光學孔徑定位之一導線元件陣列。
19. 如請求項18之方法，其中該等導線元件中之每一者包含經組態以防止傳入光掠射於該導線元件之一表面之一凸緣結構。
20. 如請求項16之方法，其中該等機械像素元件中之每一者包含經組態以與一毗鄰機械像素元件之一部分重疊之一或多個突出特徵。